偶联剂的种类、特点及应用

第九章偶联剂.

（2）不饱和烷基乙烯基三氯硅烷是通过三氯硅烷对乙炔的单分子加成而制备的。这一反应中要采用过量的乙炔，尽量减少双分子加成反应的发生。高温条件下，三氯硅烷也会与烯丙基氯或乙烯基氯反应，生成不饱和硅烷。
不饱和硅烷主要用作偶联剂，但也可以用作制造化工产品的中间体。乙烯基官能团硅烷作为工业用不饱和聚酯的偶联剂，通常被甲基丙烯酸酯官能团硅烷所取代，但它仍广泛地应用于含填料的聚乙烯中，它能改善电缆包覆层的电绝缘性能。由乙烯苄基氯制得的阳离子型苯乙烯官能团硅烷，其独特之处是它对几乎所有的热固性树脂和热塑性树脂都是有效的偶联剂。
偶联剂是指能改善填料与高分子材料之间界面特性的一类物质。其分子结构中存在两种官能团：一种可与高分子基体发生化学反应或至少有好的相容性；另一种可与无机填料形成化学键。偶联剂可以改善高分子材料与填料之间的界面性能，提高界面的粘合性，改善填充或增强后的高分子材料的性能。
工业上使用偶联剂按照化学结构分类可分为：硅烷类，钛酸酯类，铝酸酯类，有机铬络合物，硼化物，磷酸酯，锆酸酯，锡酸酯等。它们广泛地应用在塑料橡胶等高分子材料领域之中。
第九章偶联剂

9.1 概述 9.2 偶联剂的合成 9.3 偶联剂的应用
9.1 概述
偶联剂主要用于复合材料中，即以聚合物为基材、无机矿物为填充材，通过熔融混炼加工成型得到的改性材料。复合化的目的： 1、提高材料的性能或使材料功能化，例如增强材料的强度，改善制品的机械、电绝缘及抗老化等综合性能。 2、填充大量廉价无机填料的改性方法，可以降低产品成本，提高产量。
氯硅烷与乙酸酐一起共热并除去挥发性的乙酰氯，可避免生成盐的沉淀。
2．硅原子上有机官能团的引入（1）卤代烷基把三氯硅烷加到烯丙基溴中便可以制备3-溴丙基硅烷。

偶联剂的种类特色及应用

偶联剂的种类、特点及应用偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。

偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。

因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。

偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小NR用量,从而降低成本。

偶联剂的种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等,目前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。

1 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。

由于其独特的性能及新产品的不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业的重要分支。

它是近年来发展较快的一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构的产品就有百余种。

1945年前后由美国联碳(UC)和道康宁(DOW CORNING)等公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂; 1955年又由UC公司首次提出了含氨基的硅烷偶联剂;从1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂;20世纪60年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。

近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料的发展,促进了各种偶联剂的研究与开发。

改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一时期的主要成果。

我国于20世纪60年代中期开始研制硅烷偶联剂。

首先由中国科学院化学研究所开始研制Γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制Α官能团硅烷偶联剂。

1.1 结构和作用机理硅烷偶联剂的通式为RNSIX(4-N),式中R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。

偶联剂的分类与用途小结

偶联剂的分类与用途小结偶联剂是一种常用的化学添加剂，可用于纺织、染料、皮革、医药、农药等各个领域。

根据具体的化学结构和功能，偶联剂可以分为缩聚型偶联剂、螯合型偶联剂和活性型偶联剂。

缩聚型偶联剂是通过与纤维材料中的活性基团反应而与其发生缩聚，从而形成偶联的化学键。

常见的缩聚型偶联剂有氨基硅烷、异氰酸酯和间苯二酚等。

它们可以增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力，提高纤维材料的色牢度、耐久性和抗污性能。

此外，缩聚型偶联剂还可以用于改善纤维材料的润湿性和提高染料的上染率。

螯合型偶联剂是通过与杂质或金属离子形成螯合络合物，从而抑制其对纤维材料的不良影响。

常见的螯合型偶联剂有胺类、羧酸类和两性电解质等。

它们可以与金属离子结合形成稳定的络合物，防止纤维材料的变色、劣化和腐蚀。

此外，螯合型偶联剂还可以用于纺织品的柔顺和抗静电处理，以及皮革和纸张的鞣制和稳定。

活性型偶联剂是通过与纤维材料表面的活性基团发生化学反应，从而与其形成共价键。

常见的活性型偶联剂有异氰酸酯、醇酯和醛基等。

它们可以使纤维材料表面具有亲水性和吸附性，提高染料和功能性分子在纤维材料上的分散和吸附效果。

此外，活性型偶联剂还可以用于纤维材料的防水、防油和抗静电处理。

总的来说，偶联剂在纺织、染料、皮革、医药、农药等领域中具有广泛的应用。

它们可以通过与纤维材料表面发生化学反应来改善纤维材料的性能，并增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力。

偶联剂的分类与用途的综述可以帮助我们更好地理解和应用这些化学添加剂，以满足不同领域的需求。

(完整版)偶联剂

H2O
缩合
硅烷偶联剂 ➢ 水解条件 ➢ 三烷氧基硅烷与水的作用是偶联作用的基础，大部分硅
烷经水解后为水溶性的，因此常用水作稀释剂配成溶液使用。 ➢ 溶液的pH值对其稳定有很大影响。一般来讲，酸性和碱性都能促进水解。
硅烷偶联剂-水解条件
➢ 常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。但在调节酸碱性促进水解的同时，也促进了硅醇之间的相互缩合，形成没有活性的聚合物。分子量大的缩合物不溶于水，易从溶液中析出。对于水解产物易缩合的硅烷应在使用前配置其水溶液。
常见偶联剂-KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷 ) ➢ 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作
释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。 ➢ 主要应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、聚酰胺、碳
酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。
偶联剂-分类 ➢ 偶联剂按其化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、
锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂( 铝-锆酸酯、铝钛复合偶联剂)、稀土偶联剂、含磷偶联剂、含硼偶联剂等。在橡胶工业中最常用的是硅烷、钛酸酯和铝酸酯偶联剂。
➢ 其中，硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
➢ 钛酸酯偶联剂最早出现于20世纪70年代，它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。
钛酸酯偶联剂
➢ R’是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的黏度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。
➢ Y是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、氨基、羟基等。
钛酸酯偶联剂-单烷氧基钛酸酯 ➢ 单烷氧基可与填料表面上的羟基氢原子反应，形成化学

偶联剂的种类和特点及应用

偶联剂的种类和特点及应用偶联剂是指一类用于印染、造纸、水处理等领域的化工助剂，主要用于改善物质间的附着力，增强染料与纤维之间的相互作用，从而实现染色、粘合、防水和增强等效果。

下面将介绍几种常见的偶联剂的种类、特点和应用。

1.染料偶联剂染料偶联剂是一种能够帮助染料吸附到纤维上的化学品。

它们可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型偶联剂。

阳离子型偶联剂常用于染色棉、羊毛等柔软纤维，而阴离子型偶联剂常用于染色涤纶、锦纶等合成纤维。

这些偶联剂可以提高染料在纤维上的附着力，增强染色的牢度和亮度。

2.粘合剂偶联剂粘合剂偶联剂是一种常用于纸张和纤维板等制品中的偶联剂。

它们可以在纤维表面形成一层均匀的涂层，提高纤维之间的附着力，增强材料的强度和耐久性。

粘合剂偶联剂具有良好的流动性和可溶性，能够提高产品的加工性能和终极性能。

3.防水偶联剂防水偶联剂主要用于纺织品、皮革和纸张等材料的防水处理。

它们可以在材料表面形成一层微细的涂层，防止水分渗透，并提高材料的防水性能和耐久性。

防水偶联剂可以广泛应用于户外服装、帐篷、雨伞、鞋子和包包等产品。

4.加强剂偶联剂加强剂偶联剂是一种常用于增强材料强度和耐久性的化学品。

它们可以在纤维表面形成一种保护性涂层，防止材料受到外部环境的损伤，并提高材料的耐磨性和抗拉强度。

加强剂偶联剂常用于橡胶制品、塑料制品和纤维增强材料等领域。

除了上述常见的种类外，偶联剂还可以根据不同的底材和应用领域进行特殊设计和定制。

例如，在水处理领域，偶联剂被用作一种能够将悬浮物和杂质结合在一起，形成沉淀物并提高水质净化效果的化学品。

总之，偶联剂作为重要的化工助剂，在印染、造纸、水处理等领域发挥着重要作用。

不同类型的偶联剂具有不同的特点和应用，可以根据具体需求选择合适的产品。

随着科技的不断进步，偶联剂的种类和应用还将不断发展和创新，为各行各业提供更好的解决方案。

偶联剂的种类特点及应用

偶联剂的种类特点及应用偶联剂是一类用于改善纤维染色和印刷的化学品，它们能够与纤维表面形成化学键，并将染料牢固地结合到纤维上。

偶联剂的种类繁多，不同的偶联剂适用于不同类型的纤维和染料。

下面将介绍几种常见的偶联剂的种类、特点及应用。

1.偶联剂EG（环氧偶联剂）：环氧偶联剂是最常用的偶联剂之一，它的主要特点是具有良好的耐洗牢度和耐光性。

环氧偶联剂能够与纤维表面形成稳定的环氧结构，使染料牢固地结合到纤维上。

此外，环氧偶联剂还具有优异的耐酸碱性能和耐高温性能，适用于各种纤维的染色和印花。

在纺织行业中，环氧偶联剂常用于丝绸、尼龙等合成纤维的染色和印花工艺中。

2.偶联剂KH（硅烷偶联剂）：硅烷偶联剂是一类短链有机硅化合物，具有良好的亲水性和涂敷性能。

硅烷偶联剂能够与纤维表面形成化学键，并且可以使纤维表面产生亲水性改善纤维的润湿性能。

此外，硅烷偶联剂还可以增强纤维的耐腐蚀性能和耐热性能，提高纤维的机械强度。

由于硅烷偶联剂具有优异的耐候性和抗污染性能，所以在户外纺织品和工业纺织品中得到广泛应用。

3.偶联剂AM（氨基甲酸酯偶联剂）：氨基甲酸酯偶联剂是一类含氨基和甲酸酯基的有机化合物，具有很好的界面活性和胶黏性。

氨基甲酸酯偶联剂能够与纤维表面形成胶体颗粒，增加染料与纤维之间的粘附力。

此外，氨基甲酸酯偶联剂还具有良好的稳定性和耐酸碱性能，能够有效抑制染料的渗漏，提高染色的均匀度和色牢度。

在纺织印染行业中，氨基甲酸酯偶联剂常用于棉纤维和麻纤维的染色工艺中。

4.偶联剂GA（缩醛偶联剂）：缩醛偶联剂是一类含缩醛基团的有机化合物，具有良好的酸碱稳定性和热稳定性。

缩醛偶联剂能够与纤维表面形成缩醛键，并将染料牢固地结合到纤维上。

此外，缩醛偶联剂还可以增加染料与纤维之间的反应活性，提高染色的效果和速度。

在化纤和醋酸纤维的染色和印花中，缩醛偶联剂常用于增加染料的亲和力和牢固度。

总之，偶联剂是一类重要的化学品，对于改善纤维染色和印花的效果起到关键作用。

偶联剂的种类和特点及应用_郭云亮

硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基
团 , 因此既能与无机物中的羟基反应 , 又能与有机物中的长分子链相互作用起到偶联的功效 , 其作用机理大致分以下 3 步 :
(1)X 基水解为羟基 ; (2)羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键[ 4] ; (3)R 基与有机物相结合。 1.2 应用在使用硅烷偶联剂时 , 为获得较佳的效果 , 需对每一个特定的应用场合进行试验预选。表 1 示出了根据一般规律及试验经验所归纳的不同材料
2 钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于 20 世纪 70 年代。
1974 年 12 月美国 Kenrich 石油化学公司报道了一类新型的偶联剂 , 它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。此后加有钛酸酯偶联剂的无机物填充聚烯烃复合材料相继问世。目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少的原料之一。 2.1 结构和作用机理
阳离子烃基、过氧化烃基
聚丙烯(PP) 链烯基、丙烯酰氧烃基、阳离子烃基、过氧化烃基
聚苯乙
烯(PS)
氯烃基、环氧烃基、丙烯酰氧烃基
P VC
氨烃基、环氧烃基、多硫烃基
橡胶
IIR
氨烃基、环氧烃基
EP R
பைடு நூலகம்
氨烃基、环氧烃基、丙烯酰氧烃基、多硫烃基
SBR
环氧烃基、多硫烃基
以上是单分子层理论 , 还有化学键理论、浸润效应和表面能理论、可变形层理论、约束层理论、酸-碱反应理论等。钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂 , 到目前为止人们已进行了相当多的研究 , 提出了多种理论 , 但至今尚无完整统一的认识。 2.2 应用
钛酸酯偶联剂的预处理法有两种 :①溶剂浆液处理法 , 即将钛酸酯偶联剂溶于大量溶剂中 , 与无机填料接触 , 然后蒸去溶剂 ;②水相浆料处理法 , 即采用均化器或乳化剂将钛酸酯偶联剂强制乳化于水中 , 或者先将钛酸酯偶联剂与胺反应 , 使之生成水溶性盐后 , 再溶解于水中处理填料。

偶联剂种类

偶联剂种类1. 引言在化学领域中，偶联剂是一类用于连接两个或多个分子的化合物。

偶联剂的种类繁多，它们可用于合成小分子化合物、聚合物以及表面修饰等领域。

本文将介绍几种常见的偶联剂及其应用。

2. 二硫苯乙酸（DSS）二硫苯乙酸（DSS）是一种常见的偶联剂，它具有二硫化合物的特性。

其结构中含有两个硫原子，使得它能够与含有双键或烯烃基团的化合物发生偶联反应。

DSS通常被用于合成含硫醇的有机化合物，并广泛应用于多肽合成、荧光标记以及杂化化学反应等领域。

3. EDCEDC（1-乙基-3-二甲基氨基丙烷碳二亚胺）是一种常用的偶联剂，用于将羧酸与氨基化合物偶联。

其机理是通过活化羧酸，生成具有反应活性的中间体，然后与氨基化合物发生缩合反应。

EDC广泛应用于多肽合成、寡核苷酸合成以及荧光染料的偶联等领域。

4. NHSNHS（N-羟基琥珀酰亚胺）是一种常用的偶联剂，常与EDC配对使用。

EDC将羧酸活化后，NHS能够与活化羧酸快速反应，生成稳定的N-羟基琥珀酰胺中间体。

NHS可用于将氨基化合物与羧酸偶联，常用于蛋白质修饰、抗体标记以及药物合成等领域。

5. 光敏偶联剂光敏偶联剂是一类能够受到特定波长光照射后发生偶联反应的化合物。

光敏偶联剂包括光敏羧酸（PAA）、光敏硝基苯酚（PNB）及光敏双亚硝基苯酚（PANB）等。

它们常用于光化学合成、光控释放以及光敏修饰等领域。

光敏偶联剂具有响应灵敏、反应速率快的特点，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。

6. 双功能偶联剂双功能偶联剂是一类既具有偶联功能又具有其他特殊功能的化合物。

例如，带电荷的双功能偶联剂可以用于电化学阵列的构建；磁性双功能偶联剂可以用于磁性纳米颗粒的制备。

双功能偶联剂的引入，不仅可以实现分子的偶联，还能为分子赋予新的性质和功能，扩展了其应用领域和潜力。

7. 总结本文简要介绍了几种常见的偶联剂种类及其应用领域。

选择合适的偶联剂对于分子合成、药物研发等领域的研究具有重要意义。

有机硅偶联剂概述及其作用机理总结

有机硅偶联剂概述及其作用机理总结一、偶联剂概述偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物。

在它的分子中，同时具有能与无机材料(如玻璃、水泥、金属等)结合的反应性基团和与有机材料(如合成树脂等)结合的反应性基团。

常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。

偶联剂作表面改性剂，用于无机填料填充塑料时，可以改善其分散性和黏合性。

二、偶联剂种类偶联剂主要有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸偶联剂。

胶黏剂中常选用有机硅偶联剂，其通式为RSiX3，其中R为有机基团，如-C6H5、-CH=CH2等，能与树脂结合；X为可以水解的基团，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。

三、偶联剂作用过程B•Arkles根据偶联剂的偶联过程提出了4步反应模型，即：①与硅原子相连的SiX基水解，生成SiOH；②Si-OH之间脱水缩合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；③低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键；④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。

一般认为，界面上硅烷偶联剂水解生成的3个硅羟基中只有1个与基材表面键合；剩下的2个Si-OH，或与其他硅烷中的Si-OH缩合，或呈游离状态。

因此，通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来，从而提高复合材料的性能和增加黏结强度，并获得性能优异、可靠的新型复合材料。

硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、胶黏剂、密封剂、涂料、玻璃、陶瓷、金属防腐等领域。

现在，硅烷偶联剂已成为材料工业中必不可少的助剂之一。

硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定，但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响，现在还没有一套完整的偶联机理来解释。

偶联剂在两种不同性质材料之间界面上的作用机理已有不少研究，并提出了化学键合和物理吸着等解释。

其中化学键合理论是最古老却又是迄今为止被认为是比较成功的一种理论。

四、偶联剂作用理论1.化学结合理论该理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键；此外，偶联剂还含有一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。

偶联剂的种类、特点及应用

偶联剂是一种重要地、应用领域日渐广泛地处理剂,主要用作高分子复合材料地助剂.偶联剂分子结构地最大特点是分子中含有化学性质不同地两个基团,一个是亲无机物地基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物地基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中.因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间地界面作用,从而大大提高复合材料地性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等.偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品地耐磨性和耐老化性能,并且能减小用量,从而降低成本.偶联剂地种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯地偶联剂等,目前应用范围最广地是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂.硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早地偶联剂.由于其独特地性能及新产品地不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业地重要分支.它是近年来发展较快地一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构地产品就有百余种.年前后由美国联碳()和道康宁( )等公司开发和公布了一系列具有典型结构地硅烷偶联剂年又由公司首次提出了含氨基地硅烷偶联剂;从年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂世纪年代初期出现地含过氧基硅烷偶联剂和年代末期出现地具有重氮和叠氮结构地硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂地品种.近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料地发展,促进了各种偶联剂地研究与开发.改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂地合成与应用就是这一时期地主要成果.我国于世纪年代中期开始研制硅烷偶联剂.首先由中国科学院化学研究所开始研制Γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制Α官能团硅烷偶联剂.结构和作用机理硅烷偶联剂地通式为(),式中为非水解地、可与高分子聚合物结合地有机官能团.根据高分子聚合物地不同性质应与聚合物分子有较强地亲和力或反应能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等.为可水解基团,遇水溶液、空气中地水分或无机物表面吸附地水分均可引起分解,与无机物表面有较好地反应性.典型地基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等;最常用地则是甲氧基和乙氧基,它们在偶联反应中分别生成甲醇和乙醇副产物.由于氯硅烷在偶联反应中生成有腐蚀性地副产物氯化氢,因此要酌情使用.近年来,相对分子质量较大和具有特种官能团地硅烷偶联剂发展很快,如辛烯基、十二烷基,还有含过氧基、脲基、羰烷氧基和阳离子烃基硅烷偶联剂等.等利用硅烷偶联剂对碳纤维表面进行处理,偶联剂中地甲基硅烷氧端基水解生成地硅羟基与碳纤维表面地羟基官能团进行键合,结果复合材料地拉伸强度和模量提高,空气孔隙率下降.早在年美国大学地等在一份报告中指出,在对烷基氯硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面地研究中发现,用含有能与树脂反应地硅烷基团处理玻璃纤维制成聚酯玻璃钢,其强度可提高倍以上.他们认为,用烷基氯硅烷水解产物处理玻璃纤维表面,能与树脂产生化学键.这是人们第一次从分子地角度解释表面处理剂在界面中地状态.硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团,因此既能与无机物中地羟基反应,又能与有机物中地长分子链相互作用起到偶联地功效,其作用机理大致分以下步:()基水解为羟基;()羟基与无机物表面存在地羟基生成氢键或脱水成醚键;()基与有机物相结合.应用在使用硅烷偶联剂时,为获得较佳地效果,需对每一个特定地应用场合进行试验预选.硅烷偶联剂一般要用水和乙醇配成很稀地溶液(质量分数为～)使用,也可单独用水溶解,但要先配成质量分数为地醋酸水溶液,以改善溶解性和促进水解;还可配成非水溶液使用,如配成甲醇、乙醇、丙醇或苯地溶液;也能够直接使用.硅烷偶联剂地用量与其种类和填料表面积有关,即硅烷偶联剂用量()[填料用量()×填料表面积()]硅烷最小包覆面积().如果填料表面积不明确,则硅烷偶联剂地加入量可确定为填料量地左右.颗粒状或粉状填料可用偶联剂溶液浸渍,然后用离心分离机或压滤机将溶液滤去,再将填料加热、干燥、粉碎.如果用来制造补强复合材料或玻璃钢,可用连续法先将玻璃纤维或玻璃布浸渍偶联剂溶液,然后干燥、浸树脂、干燥,再加热层压而成玻璃钢板.以上做法称为表面预处理法,都是先将无机材料或被粘物地表面用偶联剂溶液预处理,然后再与有机树脂接触、压合、粘合、成型,其中阳离子型硅烷偶联剂在兼具降低粘度和起偶联作用方面最有效.硅烷偶联剂地应用十分广泛,主要有以下几方面:用作表面处理剂,以改善室温固化硅橡胶与金属地粘合性能;用于无机填料填充塑料时,可以改善其分散性和粘合性;用作增粘剂,在水电站工程中提高水泥与环氧树脂地粘合性;用作密封剂,具有耐水、耐高温、耐气候等性能,用于氟橡胶与金属地粘合密封;用作单组分硅橡胶地交联剂;用作难粘材料聚烯烃(如)和特种橡胶(如硅橡胶、、、氟橡胶)地粘合促进剂.钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于世纪年代.年月美国石油化学公司报道了一类新型地偶联剂,它对许多干燥粉体有良好地偶联效果.此后加有钛酸酯偶联剂地无机物填充聚烯烃复合材料相继问世.目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少地原料之一.结构和作用机理()结构钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为类:单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型.钛酸酯偶联剂地分子式为————′—),具有如下功能:①通过基与无机填料表面地羟基反应,形成偶联剂地单分子层,从而起化学偶联作用.填料界面上地水和自由质子()是与偶联剂起作用地反应点.②——能发生各种类型地酯基转化反应,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联,同时还可与环氧树脂中地羟基发生酯化反应.③是与钛氧键连接地原子团,或称粘合基团,决定着钛酸酯偶联剂地特性.这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等.④′是钛酸酯偶联剂分子中地长链部分,主要是保证与聚合物分子地缠结作用和混溶性,提高材料地冲击强度,降低填料地表面能,使体系地粘度显著降低,并具有良好地润滑性和流变性能.⑤是钛酸酯偶联剂进行交联地官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等.⑥反映了钛酸酯偶联剂分子含有地官能团数.()作用机理:年等提出钛酸酯偶联剂能在填料表面形成单分子膜.等提出偶联剂在填充体系中具有增塑作用和界面粘合作用.钛酸酯偶联剂能在无机物界面与自由质子()反应,形成有机单分子层.由于界面不形成多分子层及钛酸酯偶联剂地特殊化学结构,生成地较低表面能使粘度大大降低.用钛酸酯偶联剂处理过地无机物是亲水和亲有机物地.将钛酸酯偶联剂加入聚合物中可提高材料地冲击强度,填料添加量可达以上,且不会发生相分离.以上是单分子层理论,还有化学键理论、浸润效应和表面能理论、可变形层理论、约束层理论、酸碱反应理论等.钛酸酯偶联剂地作用机理较为复杂,到目前为止人们已进行了相当多地研究,提出了多种理论,但至今尚无完整统一地认识.应用钛酸酯偶联剂地预处理法有两种:①溶剂浆液处理法,即将钛酸酯偶联剂溶于大量溶剂中,与无机填料接触,然后蒸去溶剂;②水相浆料处理法,即采用均化器或乳化剂将钛酸酯偶联剂强制乳化于水中,或者先将钛酸酯偶联剂与胺反应,使之生成水溶性盐后,再溶解于水中处理填料.钛酸酯偶联剂可先与无机粉末或聚合物混合,也可同时与二者混合,但一般多采用与无机物混合法.在使用钛酸酯偶联剂时要注意以下几点:()用于胶乳体系中,首先将钛酸酯偶联剂加入水相中,有些钛酸酯偶联剂不溶于水,需通过采用季碱反应、乳化反应、机械分散等方法使其溶于水.()钛酸酯用量地计算公式为:钛酸酯用量[填料用量()×填料表面积()]钛酸酯地最小包覆面积().其用量通常为填料用量地,或为固体树脂用量地,最终由效能来决定其最佳用量.钛酸酯偶联剂用量一般为无机填料地～.()大多数钛酸酯偶联剂特别是非配位型钛酸酯偶联剂,能与酯类增塑剂和聚酰树脂进行不同程度地酯交换反应,因此增塑剂需待偶联后方可加入.()螯合型钛酸酯偶联剂对潮湿地填料或聚合物地水溶液体系地改性效果最好.()钛酸酯偶联剂有时可以与硅烷偶联剂并用以产生协同效果.但是,这两种偶联剂会在填料界面处对自由质子产生竞争作用.()单烷氧基钛酸酯偶联剂用于经干燥和煅烧处理过地无机填料时改性效果最好.碳酸钙在橡胶、塑料工业中是一种很重要地填料.通过钛酸酯偶联剂对其改性,可大大增强碳酸钙地用量,提高其对橡胶地补强作用.钛酸酯偶联剂还大量用于其它无机填料地表面改性中,特别是在磁性复合材料和磁性记录材料方面地应用,具有高填充性、耐热性,可提高磁性粒子与树脂地粘合性、弹性及磁性地稳定性;用于导电性复合材料或涂料中,通过利用铜粉作导电基质,可提高材料地分散性、耐湿性、致密性和导电性;加入、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物()、、、、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺等树脂中,可降低燃烧时地发烟性能;用于绝缘电缆包皮,可改善其耐潮湿性及耐磨性.铝酸酯偶联剂铝酸酯偶联剂是由福建师范大学研制地一种新型偶联剂,其结构与钛酸酯偶联剂类似,分子中存在两活性基团,一类可与无机填料表面作用;另一类可与树脂分子缠结,由此在无机填料与基体树脂之间产生偶联作用.铝酸酯偶联剂在改善制品地物理性能,如提高冲击强度和热变形温度方面,可与钛酸酯偶联剂相媲美;其成本较低,价格仅为钛酸酯偶联剂地一半,且具有色浅、无毒、使用方便等特点,热稳定性能优于钛酸酯偶联剂.通过采用各种偶联剂对碳酸钙进行改性得出以下结论:经铝酸酯偶联剂改性地活性碳酸钙具有吸湿性低、吸油量少、平均粒径较小、在有机介质中易分散、活性高等特点;铝酸酯偶联剂地热稳定性优于钛酸酯偶联剂,基本上不影响原碳酸钙地白度;经铝酸酯偶联剂改性地活性碳酸钙广泛适用于填充和等塑料,不仅能保证制品地加工性能和物理性能,还可增大碳酸钙地填充量,降低制品成本.双金属偶联剂双金属偶联剂地特点是在两个无机骨架上引入有机官能团,因此它具有其它偶联剂所没有地性能:加工温度低,室温和常温下即可与填料相互作用;偶联反应速度快;分散性好,可使改性后地无机填料与聚合物易于混合,能增大无机填料在聚合物中地填充量;价格低廉,约为硅烷偶联剂地一半.铝锆酸酯偶联剂是美国化学公司在世纪年代中期研究开发地新型偶联剂,能显著降低填充体系地粘度,改善流动性,尤其可使碳酸钙乙醇浆料体系地粘度大大降低,而且易于合成,无三废排放,用途广泛,使用方法简单而有效,既兼备钛酸酯偶联剂地优点,又能像硅烷偶联剂一样使用,而价格仅为硅烷偶联剂地一半.根据用途及处理对象不同,可按桥联配位基选取不同地铝锆酸酯偶联剂.将铝锆偶联剂应用于电缆胶料中,极大地改善了胶料地加工性能,降低了成本.木质素偶联剂木质素是一种含有羟基、羧基、甲氧基等活性基团地大分子有机物,是工业造纸废水中地主要成分.对木质素地开发和应用,既可减少工业污染,又能增加其使用价值.木质素是在第二次世界大战中开始被人们所注意,战后被开发出来地.在橡胶工业中地应用主要以补强作用为主,以提高胶料地拉伸强度、撕裂强度及耐磨性;可在橡胶中大量填充,以节约生胶用量,并能在相同体积下得到质量更轻地橡胶制品.木质素偶联剂地价格比硅烷偶联剂便宜,并且是变废为宝,今后将会有良好地应用前景.锡偶联剂在工业生产溶聚丁苯橡胶()时常采用四氯化锡偶联活性,所得称为锡偶联.其特点是碳锡键在混炼过程中易受剪切和热地作用而发生断裂,导致相对分子质量下降,从而改善了胶料地加工性能;链末端锡原子活性高,可增强炭黑与胶料之间地相互作用,提高胶料地强度和耐磨性能,有利于降低滚动阻力和减小滞后损失.由于锡偶联剂地独特性能,使其越来越受到人们地关注.结束语除上述介绍地偶联剂外,还有锆偶联剂、磷酸酯偶联剂、稀土偶联剂等.随着复合材料地不断发展,对无机物地改性要求越来越多,偶联剂由于独特地表面改性效果而受到人们地广泛重视,今后地研究重点将放在适用范围广、一剂多能、改性效果更好、成本更低廉地新型偶联剂和相应地偶联技术上.。

偶联剂说明

偶联剂的品种与性能为了提高塑料的某些性能并降低成本，有效的办法是填充改性。

但在树脂中添加无机填料后溶融指数会大大降低，以致无法注射成型而且表观性能也不佳，所以如何能在聚合物中添加多量的填料而塑料制品又有良好的表观质量，这一问题是很受人们重视的。

使用偶联剂能解决上述问题。

偶联剂也称表面处理剂，实际上是一种增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质。

大多数无机填料属亲水性，与聚合物难以相容，如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。

但是经过各种偶联处理后能使填料表面的亲水性变成亲有机物性，偶联剂在填料和聚合物之间通过物理的和化学的作用使它们紧密相连从而达到良好的机械强度。

另一方面无机填料不论经过硅烷、钛酸酯还是其它偶联剂处理后，其聚集的颗粒直径大多有明显减小，例如沉淀碳酸钙用高级脂肪酸处理后聚集粒径即能减小五分之四，故可提高填料在聚合物中的分散性，使填料聚合物体系的流动性得以改善，这些因素都有利于改进制品的机械性能、表观质量和加工性能。

偶联剂大致可分为硅烷系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品V olan，甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。

但主要是前面种。

硅烷偶联剂历史较久，至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。

钛酸酯偶联剂是七十年代新产品，主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。

选用偶联剂的基本原则是，酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂，而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂(一)硅烷偶联剂1．γ—氨丙基三甲氧基硅烷(A—143)比重1.08，沸点196℃，闪点88℃，25℃时的折射率为1.42，最小包覆面积394米2/克，适用于聚酰胺。

2．乙烯基三氯硅烷(A—150）比重1．26，沸点90．6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积485的米2／克，适用于聚乙烯、聚苯乙烯等。

3．乙烯基三乙氧基硅烷(A—151)比重1.26，沸点90.6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积411米2/克，适用于聚乙烯、聚丙烯及热固性树脂。

偶联剂的种类特点及应用

偶联剂的种类特点及应用偶联剂是一类常用的有机化学品，广泛应用于染料、医药、橡胶、塑料等行业。

它们具有使染料分子与纤维或其他物质间产生化学键合的作用，从而将染料牢固地固定在材料表面的功能。

下面是几种常见的偶联剂以及它们的特点和应用：1.氨基偶联剂：氨基偶联剂是一种具有氨基官能团的有机化合物，它们能够与纤维表面上的一些活性基团（如羧基、酮基、羟基等）发生反应，形成牢固的偶联键。

氨基偶联剂具有较强的反应活性，可以在中性或微酸性条件下发挥良好的偶联效果。

在染料工业中，氨基偶联剂常用于染料与纤维间的偶联反应，提高染料的附着力和耐光、耐洗性能。

2.硅偶联剂：硅偶联剂是一类具有硅氢键或硅氧键的化合物，它们可以与无机材料（如玻璃、金属等）或有机材料（如橡胶、塑料等）发生化学结合，形成硅键，从而增加材料的表面活性和附着力。

硅偶联剂在涂料工业中常用于改善涂料对基材的粘附性能，提高涂层的耐候性和耐腐蚀性。

3.磷酸偶联剂：磷酸偶联剂是一类具有磷酸官能团的有机化合物，它们能够与金属表面上的氧化物或羟基发生反应，形成磷酸盐键，并在金属和有机物之间建立起良好的偶联效果。

磷酸偶联剂在涂料、橡胶等行业中常用于增强产品的粘附性、耐候性和抗氧化性能。

4.羧酸偶联剂：羧酸偶联剂是一类具有羧酸官能团的有机化合物，它们能够与纤维表面上的氨基或羟基反应，形成酯键或酰胺键，并将染料或其他有机物牢固地固定在纤维表面上。

羧酸偶联剂在染料工业中广泛应用，可以提高染色的牢固度和耐洗性。

以上所述只是几种常见的偶联剂种类，还有其他很多种类的偶联剂，如醛类偶联剂、异氰酸酯偶联剂、硫化物偶联剂等。

每种偶联剂都有其特定的化学性质和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的偶联剂进行使用。

需要注意的是，在使用偶联剂时要控制好反应条件，以避免偶联剂的过量使用或反应过程中引发副反应。

此外，偶联剂的选择也需要根据具体的材料和工艺要求，进行系统的测试和研究，以获得最佳的偶联效果。

最全偶联剂介绍

最全偶联剂介绍偶联剂的种类繁多，主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、金属复合偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂等。

目前应用范围最广的是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂。

硅烷偶联剂系列γ―氨丙基三乙氧基硅烷国内牌号：KH-550；道康宁：Z-6011；日本信越：KBM-903。

主要用途：1、涂料、黏结剂和密封剂该氨基硅烷是一种优异的黏结促进剂，应用于丙烯酸涂料、黏结剂和密封剂。

对于硫化物、聚氨酯、RTV、环氧、腈类、酚醛树脂黏结剂和密封剂，氨基硅烷可改善颜料的分散性并提高与玻璃、铝和钢铁的黏结力。

2、玻璃纤维的增强在玻璃纤维增强的热固性与热塑性塑料中使用，此产品可大幅度提高在干湿态下的弯曲强度、拉伸强度和层间剪切强度并显著提高湿态电气性能。

在干湿态情况下使用这种硅烷时，玻璃纤维增强的热塑性塑料、聚酰胺、聚酯和聚碳酸酯在浸水以前和以后的抗弯曲强度和拉伸强度均有上升。

3、玻璃纤维和矿物棉绝缘材料将其加入酚醛树脂黏结剂中可提高防潮性及压缩后的回弹性。

4、矿物填料和树脂体系此产品能大幅度提高无机填料填充的酚醛树脂、聚酯树脂、环氧、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯等热塑性和热固性树脂的物理力学性能和电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。

5、铸造应用此产品能提高酚醛黏合剂和铸造型砂的黏结力。

6、砂轮制造此产品有助于提高耐磨自硬砂和酚醛黏合剂的粘结性及耐水性。

7、工程塑料此产品极大的改善无机填料与树脂的相容性，增加其流动性能；并可以提高工程塑料的强度和韧性。

适用的树脂：酚醛、环氧、PA、PU、PC、PET、三聚氰胺、丙烯酸等。

γ―(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷国内牌号：KH-560；道康宁：Z-6011、Z-6040；日本信越：KBM-403。

主要用途：1、环氧树脂电子灌封胶此产品可提高无机填料与环氧树脂的相容性，提高制品与基材的粘接力，从而提高环氧树脂的电子材料和包装物的电气性能。

2、玻璃纤维及玻璃钢此产品可提高复合材料湿态物理机械强度、湿态电气性能；并改善玻璃纤维的集束性、保护性和加工工艺。

偶联剂的种类特点及应用

偶联剂的种类特点及应用偶联剂是一类能够在染料分子中引入长碳链或含有活性金属原子的有机功能团的化合物。

它们在染料分子中的引入可以改变染料的染色性能、增强染料与纺织品的亲和力，并使染料分子更加稳定。

下面将介绍常见的几种偶联剂及其特点和应用。

1.二甲酰胺类偶联剂：二甲酰胺类偶联剂是应用最广泛的一类偶联剂。

它们能够将染料分子与纤维中的胺基或氨基结合，形成偶联物，从而增加染料与纤维的结合力和耐久性，并提高染色效果。

这类偶联剂具有较强的亲和性和对多种类型纤维的广泛适用性，因此广泛用于维纶、尼龙、丙纶、腈纶等合成纤维的染色。

2.重氮化合物类偶联剂：重氮化合物类偶联剂是指含有重氮基团的化合物。

它们主要通过与纤维中的酚类、芳香胺类等位点发生偶联反应，形成偶联物。

重氮化合物类偶联剂具有强大的亲和性和亲水性能，能够在染料分子中引入极性或离子性基团，从而提高染料的溶解性和亲水性，改善染料与纺织品间的亲和力，适用于棉纤维、麻纤维等天然纤维的染色。

3.金属络合物类偶联剂：金属络合物类偶联剂是指含有活性金属原子的化合物，如铜、铁等。

它们能够与染料分子中的可配位基团形成金属络合物，从而增强染料与纤维的结合力和耐久性。

金属络合物类偶联剂具有很强的亲和性和对多种类型纤维的广泛适用性，能够提高染料的溶解度和稳定性，并改善染色效果。

常用于棉纤维、涤纶、镍铜纤维等的染色。

4.硅涂覆剂：硅涂覆剂是一类含有有机硅结构的化合物。

它们能够在染料分子表面形成一层薄膜，增加染料与纺织品间的亲和力和染料的稳定性，从而实现染料的均匀染色和耐久性。

硅涂覆剂常用于织物的抗污、防水和抗晒等特殊染整处理中。

总的来说，不同类型的偶联剂在染料分子中的引入能够增强染料与纤维的结合力和耐久性，改善染色效果和稳定性，增加染料的溶解度和亲水性，从而提高染色的均匀性和色牢度。

它们在纺织品染色、印花和织物处理等方面均有广泛应用。

偶联剂

钛酸酯偶联剂最早出现于20世纪70。
硅烷偶联剂
化学结构式： RnSiX4-n
R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能
团。可为：甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、
丙烯酰氧丙基等。
X为可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机
物表面吸附的水分均可引起水解，与无机物表面
填充体系。
其他类型偶联剂-有机铬类偶联剂由不饱和有机酸与三价铬原子形成配价型金属络合物。在玻璃纤维增强塑料中，具有较好的使用效果。

有机铬偶联剂成本低，但品种单调，适用范围和偶联效
果不及硅烷偶联剂和钛酸酯类偶联剂，更主要的原因是
铬离子毒性及由此带来的环境污染问题，导致目前的用
量在逐渐减少。
KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 )
CH2-CHCH2OC3H6Si(OCH3)3
溶解性：溶于水，同时发生水解反应，水解反应放出甲醇。溶于醇、丙酮和在5%以下的正常使用水平溶于大多数脂肪族
O
酯。
KH-560是一种含环氧基的偶联剂，用于多硫化物和聚氨酯的
嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶粘剂、填充型或增强型
偶联剂的选用原则
偶联剂加入量。硅烷偶联剂的用量可为填料的1%左右；钛酸酸类用量一般为填料的0.25~2%。一些表面活性剂会影响钛酸酯偶联剂用的发挥，如HSt 等，因此它们必须在填料、偶联剂、树脂充分混合后加入。
大多数钛酸酯类偶联剂易与酯类增塑剂发生酯交换反应，因此，此类偶联剂需待偶联剂加入后方可加入。
常见偶联剂-KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷 ) 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。
主要应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、聚酰胺、碳

偶联剂

偶联剂在高分子化学中的应用摘要: 本文概述了偶联剂的种类、特点及在高分子化学中的应用。

重点介绍了三种偶联剂，其中硅烷偶联剂可用作表面处理剂、增粘剂、密封剂等; 钛酸酯偶联剂具有高填充性、耐热性,可提高磁性粒子与树脂的粘合性、弹性及磁性的稳定性; 铝酸酯偶联剂具有色浅、无毒、使用方便、热稳定性能优异等特点;关键词: 硅烷偶联剂; 钛酸酯偶联剂; 铝酸酯偶联剂; 高分子；应用；一、前言随着石油危机、油价上涨,一些聚合物材料及其原料价格也相应上升,于是为了提高塑料制品的竞争力,降低产品成本,提高产量,人们试图在聚合物原料中掺用大量廉价的无机填料。

然而无机填料和高聚物分子在化学结构和物理形态上的极不相同,缺乏亲和性,仅仅起到增量作用。

同时,由于大量填充无机填料导致聚合物复合材料的粘度显著提高,以致材料的加工性能受到影响,另外,由于填料与聚合物之间混合不均匀,且粘合力弱,制品的力学性能降低。

所以这种大量掺混康价无机填料的方法有着一定的局限性。

为此长期以来,人们就十分重视无机填料表面改性的研究工作,设法把活性的有机官能团接到无机填料的表面,以改变其固有的亲水性质,提高它与有机聚合物的相容性及分散性,这样无机填料在塑料中就不仅具有增量作用,而且还能起到增强改性的效果,大多场合可以提高聚合物的耐热性和改进尺寸稳定性,多年来曾试用过多种表面活性剂处理无机填料,并取得相当的成功。

偶联剂的传统定义为“能够在无机填料和有机聚合物之间的界面上进行分子交联,以改进复合材料性能的一种试剂”。

后来人们把这个概念进行了扩展,把“在无机材料和有机材料或者不同的有机材料复合系统中,能通过化学作用,把二者结合起来,或者能通过化学反应,而使二者的亲和性得到改善,从而提高复合材料功能的试剂”通称为偶联剂。

二、偶联剂的种类和作用偶联剂能改善聚合物与无机物之间的粘接强度,对浸润性、流变性和其它性能的改性,还可能对界面区域产生改性作用,以增强有机相与无机相的边界层。

偶联剂说明【2024版】

可编辑修改精选全文完整版偶联剂的品种与性能为了提高塑料的某些性能并降低成本，有效的办法是填充改性。

但在树脂中添加无机填料后溶融指数会大大降低，以致无法注射成型而且表观性能也不佳，所以如何能在聚合物中添加多量的填料而塑料制品又有良好的表观质量，这一问题是很受人们重视的。

使用偶联剂能解决上述问题。

偶联剂也称表面处理剂，实际上是一种增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质。

大多数无机填料属亲水性，与聚合物难以相容，如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。

但是经过各种偶联处理后能使填料表面的亲水性变成亲有机物性，偶联剂在填料和聚合物之间通过物理的和化学的作用使它们紧密相连从而达到良好的机械强度。

另一方面无机填料不论经过硅烷、钛酸酯还是其它偶联剂处理后，其聚集的颗粒直径大多有明显减小，例如沉淀碳酸钙用高级脂肪酸处理后聚集粒径即能减小五分之四，故可提高填料在聚合物中的分散性，使填料聚合物体系的流动性得以改善，这些因素都有利于改进制品的机械性能、表观质量和加工性能。

偶联剂大致可分为硅烷系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品V olan，甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。

但主要是前面种。

硅烷偶联剂历史较久，至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。

钛酸酯偶联剂是七十年代新产品，主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。

选用偶联剂的基本原则是，酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂，而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂(一)硅烷偶联剂1．γ—氨丙基三甲氧基硅烷(A—143)比重1.08，沸点196℃，闪点88℃，25℃时的折射率为1.42，最小包覆面积394米2/克，适用于聚酰胺。

2．乙烯基三氯硅烷(A—150）比重1．26，沸点90．6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积485的米2／克，适用于聚乙烯、聚苯乙烯等。

3．乙烯基三乙氧基硅烷(A—151)比重1.26，沸点90.6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积411米2/克，适用于聚乙烯、聚丙烯及热固性树脂。

一篇文章带你读懂偶联剂

一篇文章带你读懂偶联剂偶联剂:是一类具有两性结构的物质，它们分子中的一部分基团可与无机表面的化学基团反应，形成化学键合；另一部分基团则有亲有机物的性质，可与有机分子发生化学反应或产生较强的分子间作用，从而将两种性质截然不同的材料牢固地结合起来，改善无机填料在聚合物基体中的分散状态，提高填充聚合物材料的力学性能和使用性能。

3.KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)溶解性：溶于水，同时发生水解反应，水解反应放出甲醇。

溶于醇、丙酮和在5%以下的正常使用水平溶于大多数脂肪族酯。

KH-560是一种含环氧基的偶联剂，用于多硫化物和聚氨酯的嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶粘剂、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维胶粘剂和用于无机物填充或玻璃增强的热塑料性树脂等。

1、钛酸酯偶联剂化学结构通式R基：可与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起化学偶联作用。

-O-基：能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与EP中的羟基发生酯化反应。

X：与钛氧键连接的原子团，或称黏结基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。

可为：烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。

R’：是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的黏度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。

Y：是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、氨基、羟基等。

钛酸偶联剂2、分类1）单烷氧基型2）单烷氧基焦磷酸酯型3）螯合型4)配位体型3、作用机理钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂，但它的多功能性与一剂多用的特征十分引人注目。

①单烷氧基钛酸酯单烷氧基可与填料表面上的羟基氢原子反应，形成化学键合。

另外三个有机长链可与聚合物分子发生缠绕，这样就将聚合物与填料紧密地结合在一起。

单烷氧基钛酸酯在填料表面形成的是单分子层，而不是像硅烷偶联剂那样形成多分子层。

偶联剂简介

偶联剂偶联剂（coupling agent）：能提高树脂与固体表面黏合强度的助剂。

常用的偶联剂有硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物等类型。

在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。

又称表面改性剂。

它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。

其用量一般为填充剂用量的0.5～2%。

偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强材料作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用。

简介偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。

因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。

偶联剂用于橡胶工业中，可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能，并且能减小NR 用量，从而降低成本。

偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。

分类按偶联剂的化学结构及组成分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类：铬络合物偶联剂铬络合物偶联剂开发于50年代初期，由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物，合成及应用技术均较成熟，而且成本低，但品种比较单一。

硅烷偶联剂硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。

硅烷偶联剂及其应用技术

在SCA的水解过程中同时存在水解和缩合2个反应，这2个反应处于竞争状态，为了保证体系中硅醇的含量尽可能大，应控制缩合反应的发生。
调整水溶液pH值在2-4之间，视不同的SCA而异。加入适量的甲醇或乙醇有利于水溶液稳定。加入弱酸性阴离子(如醋酸)有机硅表面活性剂有利于SCA分离和水解，
有利于水溶液稳定。多官能团羧酸通常比单官能团羧酸好，含磷酸酯官能团的有机硅羧酸盐是优良的稳定剂。控制水溶液浓度也是必要的。
SCA的水解反应为离解的化学平衡体系，其水解平衡反应式如下：
酸和碱是以上反应的催化剂，在中性介质中，SCA水解速率较慢。一般来说，酸催化水解比较容易实现。
SCA中有机基团的种类和硅酸酯基团的种类和数目越多，其SCA的水解稳定性越大，即生成的硅醇也就越稳定。因此，提高SCA的稳定性对分散纳米粒子具有重要意义。
• SCA在聚合物化学结构改性中的应用
随着聚合物通过接枝、嵌段或大分子单体改性的深入研究，高性能或综合性能优越的高分子不断涌现，有机硅改性聚合物或有机物改性有机聚硅氧烷的研发，以及不同化学结构的聚合物的复合制备高分子合金或聚合物/金属复合材料的制造，SCA作为这些材料交联、扩链、接枝的单体或增黏、增强助剂的助剂越来越普遍，今后在这些领域的用途还将继续扩大。
热塑性树脂
用SCA处理颗粒状无机填料可显著改善含填料热塑性树脂的流变性能，并在诸如混炼挤出或注模等高剪切力的作业中，保护填料免受机械损伤。 ➢ 聚烯烃
供压出法制电缆包层用的含填料聚乙烯可用SCA改性 , 以提高复合材料在潮湿状态下的电性能。填充陶土、硅酸钙和石英的聚乙烯复合材料，在掺加了 WD-70 及 WD -60 后其性能均有明显改善。
五、SCA在聚合物基复合材料中的应用